Nvidia presenta la plataforma QODA para la computación clásica y cuántica

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En la conferencia Q2B que se celebra en Tokio, Nvidia, el rey de la GPU y la IA, anuncia QODA, su arquitectura de dispositivos optimizada para la computación cuántica, diseñada para crear un único entorno de programación para la computación híbrida clásica-cuántica.

Con un objetivo general (y un nombre) similar al de la plataforma CUDA (Compute Unified Device Architecture) de Nvidia para el desarrollo de la computación paralela, QODA toma la disciplina de desarrollo cuántico altamente especializada y la hace accesible a un mayor número de desarrolladores de software. Pero la trama de las GPU Nvidia en el mundo cuántico es más matizada que incluso en la IA, y el objetivo de QODA es hacerla más sencilla.

Un nuevo y valiente mundo cuántico
«Es un mundo muy diferente al de hace una década», explica a VentureBeat Timothy Costa, director de productos de HPC y computación cuántica de Nvidia. Costa explicó a qué se debe el progreso de la industria cuántica: «Lo que vemos es que la industria ha pasado de sistemas de uno o dos qubits, la mayoría de ellos en el ámbito académico, hasta hoy, a sistemas con más de 200 qubits basados en la nube».

Los qubits son el equivalente aproximado de los bits en la computación clásica, pero mientras que pueden leerse como si tuvieran un valor de cero o uno, los qubits pueden tener múltiples valores simultáneamente, lo que los convierte a ellos y al hardware que los instancian en la esencia de los ordenadores cuánticos.

QODA da la bienvenida a todos los desarrolladores a bordo
El credo de QODA es ayudar a los desarrolladores no especializados en cuántica a aprovechar este progreso de la industria. En concreto, se dirige a desarrolladores centrados en ámbitos concretos, como el descubrimiento de fármacos, la química, las finanzas y la optimización (como técnica de computación general), en los que la cuántica puede acelerar las cosas y hacer factible el ataque a problemas que, de otro modo, serían computacionalmente impracticables. Estas áreas son las que más se benefician de la combinación de la computación clásica (aunque en la poderosa forma de HPC, la computación de alto rendimiento) y la cuántica.

La tecnología de GPU de Nvidia ya es una plataforma dominante en el mundo de la HPC, por supuesto. Pero resulta que también tiene una aplicabilidad específica en el lado cuántico. Esto se debe a que, aunque las GPU no son hardware cuántico, pueden servir como un medio más eficaz para la emulación de circuitos cuánticos que las CPU, ya que las GPU pueden implementar métodos de vectores de estado y redes tensoriales, que aceleran las simulaciones de circuitos cuánticos.

En efecto, esto significa que un gran sistema de GPU, como la plataforma DGX de Nvidia, puede ser capaz de manejar escenarios híbridos especialmente bien, ya que ofrece una capa de infraestructura física que puede dar servicio a las cargas de trabajo de computación clásica y cuántica.

QODA aborda este nuevo potencial de «doble personalidad» de las GPU ofreciendo una única plataforma para el desarrollo híbrido. La base es el SDK cuQuantum de Nvidia y su dispositivo DGX Quantum. El SDK cuQuantum permite a los desarrolladores simular circuitos cuánticos en las GPU. Incluye la integración con los marcos de cálculo cuántico Cirq, Qiskit y Pennylane. El DGX Quantum Appliance es un contenedor de software que integra los marcos con cuQuantum y se ejecuta en cualquier hardware de Nvidia.

Con estas tecnologías subyacentes, QODA proporciona dos cosas para ayudar a que la computación cuántica sea más accesible a los desarrolladores convencionales:

Un modelo de programación basado en el núcleo para el desarrollo de la computación cuántica con interfaces para lenguajes de programación comunes, como C++ y Python,
Un compilador que puede acomodar instrucciones orientadas a la computación cuántica y a la clásica mezcladas en el mismo código fuente, como se ve en la siguiente figura.

Ejemplo de codificación híbrida con un bloque de código cuántico en la parte superior y un código orientado a la GPU en la parte inferior.
Crédito: Nvidia

Combinación de lo virtual y lo físico
QODA y cuQuantum funcionan con QPUs (unidades de procesamiento cuántico) emuladas en el hardware de la GPU, pero también funcionan con QPUs físicas, por lo que el código escrito en la plataforma es portable entre entornos emulados y físicos.

De hecho, QODA y cuQuatum se han desarrollado en colaboración con numerosos proveedores del ámbito cuántico, entre los que se incluyen socios de hardware como IQM Quantum Computers, Pasqal, Quantinuum, Quantum Brilliance y Xanadu; socios de software/algoritmos como QC Ware y Zapata Computing; y centros de supercomputación como Forschungszentrum Julich, NERSC/Lawrence Berkeley National Laboratory y Oak Ridge National Laboratory.

La diversidad de socios de hardware implicados significa que QODA también trabaja en una variedad de «modalidades» de qubits, incluidos los superconductores, los átomos neutros, los iones atrapados, los procesadores de diamante y la fotónica.

El futuro de Nvidia y la cuántica
Costa declaró a VentureBeat que, con QODA, Nvidia espera proporcionar a los desarrolladores acceso a una tecnología de cálculo disruptiva y permitir a los científicos del sector aprovechar la aceleración cuántica, estrechamente unida a lo mejor de la supercomputación de la GPU.

Nvidia considera que la misión de QODA es conseguir que los desarrolladores centrados en una clase de aplicaciones (más que en la propia computación cuántica) utilicen la cuántica y la vean como una tecnología que puede acelerar lo que ya están haciendo. Se trata de un enfoque pragmático para la adopción de la computación cuántica, que podría suponer el mayor cambio en la informática desde la introducción del microordenador, o incluso del mainframe.

El objetivo de Nvidia con su estrategia de asociación con QODA es reunir a muchas startups con el efecto probable de promover la cohesión y un ecosistema en el ámbito cuántico. Esto es clave para ayudar a que el espacio madure y sea más atractivo para su adopción por parte de los clientes empresariales.

Al igual que Nvidia ha contribuido a que la IA y los coches autónomos sean accesibles para los grandes clientes, el anuncio de QODA debería ayudar a que la computación cuántica sea más industrializada y comercialmente viable.

CambioDigital OnLine | Fuente WEB

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